胡佳茵

無人機是利用無線遙控和程序控制的不載人飛機,它涉及傳感器技術、通信技術、信息處理技術、智能控制技術以及航空動力推進技術等。無人機價值在于形成空中平臺,結合其他部件擴展應用,替代傳統人工作業。
目前,無人機已經在諸多民用領域顯現出“無人機+行業應用”的蓬勃發展勢頭,如農林植保、電力及石油管線巡查、應急通信、氣象監視、農林作業、海洋水文監測、礦產勘探等領域的應用前景較好,在災害評估、生化探測、污染采樣、遙感測繪、緝毒緝私、邊境巡邏、治安反恐、野生動物保護等領域也廣泛應用。
據中國產業信息網預測,2020年全球民用無人機市場規模預計可到259億美元,年均復合增長率為42%。據互聯網數據中心(IDC)發布的數據,2019年全球民用無人機銷量預計達393萬架,其中,消費級約為300萬余架,年均復合增長率為60%;工業級約為93萬架,年均復合增長率為45%。據前瞻網數據統計,目前工業級無人機細分領域中,政府采購占比45%、消防占比25%、農林牧漁占比13%、能源勘探占比10%、地質勘測占比6%、商業廣播及其他占比1%。
新冠肺炎病毒具有傳染力強、致病率高的特點,嚴防“人傳人”是防疫的關鍵。無人機憑借獨有優勢成為隔離、預防、控制新冠病毒乃至救治患者、消滅病毒的有效工具。在這一背景下,不少無人機制造商或無人機相關領域的公司逐步探索無人機的應用實踐,將無人機的潛在市場挖掘出來,創造出了諸多新的應用場景和應用模式。
(一)無人機上搭載醫療設備實現無人快速疫情防控
1. 高效防疫宣傳
防疫人員利用無人機執行空中巡邏任務,并內置程序控制播放警音,加配高空喊話器和專用手持智能控制器,使信息精準傳達。如Acecore技術公司成功開發出新型應急響應無人機,該無人機基于Acecore公司便攜式、可折疊的四軸無人機Zoe開發而成,運營商可以使用該型無人機的揚聲器直接與人群實現即時交流。
2. 快速病毒消殺
無人機裝置消毒系統,利用內部的噴射系統將消毒氣體快速噴出,提高消毒的覆蓋面和均勻性,能無死角地殺滅空氣中的新型冠狀病毒、致病細菌等傳染源,有效降低人工作業過程中可能產生的交叉感染風險。

西班牙AeronáuticaSDL公司和GrupoRías公司聯合開發了一種通過發射紫外線對物體表面進行消毒的微型無人機,利用C波段紫外線有效殺滅病毒,用于公共場所消毒。這種微型無人機續航時間約15分鐘,基本能滿足大眾的消毒需求。SmartCone技術公司和Clarion Drone Academy采用先進的室內無人機消毒技術,對園區、辦公樓等場所進行全方位的清潔和消毒。美國科技公司Digital Aerolus推出了一款利用紫外線進行消毒的無人機,配備了36個可發出紫外線的發光二極管,目前已經對一所幼兒園進行了消毒。

3. 遠程體溫測量
無人機配備紅外線熱成像鏡頭,可實現遠程測量居民體溫,避免因接觸而引發感染。南澳大利亞大學(UniSA)與加拿大Draganfly公司開展合作,開發用于全球性流行病的專業型“無人機”。
該型無人機配備一個專業型傳感器和計算機視覺系統,可以監測體溫、心率和呼吸頻率;在沙特阿拉伯卡西姆地區和麥地那市,為抑制新冠病毒傳播,公共場所利用高科技熱力無人機監測民眾體溫。
(二)利用無人機實現無人員接觸的醫療物資快速運輸
在物資供應過程中,減少人與人之間的接觸是防止疫情進一步擴大的關鍵,這就為物資投送工作增加了難度。
1. 醫療物資運輸
使用無人機運輸藥品、消毒液、口罩等醫療物資能夠減少接觸,縮短投送時間,甚至可以為偏遠的居民點提供服務,這對醫療極為重要。中國迅蟻網絡科技有限公司(Antwork Robotics)完成了向數公里外投送測試樣本和藥品的任務,是這一領域的范例。對于使用地面交通工具需要20分鐘的投送任務,空中投送只需要6分鐘。英國Snowdonia航空航天公司與SwiftFlight航空電子公司、曼徹斯特大學,以及威爾士救護車服務公司共同完成了一次飛行演示,旨在用無人機將醫療物資運送至偏遠的鄉村地區;瑞典Everdrone公司推出無人機運送自動體外除顫器服務,保障病人在等待專業醫護人員達到的同時能夠得到緊急救護;Dive Delivery公司已獲得FAA批準,向加州的部分居民區運送口罩和其他防疫必要物資;UPS Flight Forward公司推出無人機遞送服務,能夠配送有時效性要求的藥物。
2. 檢測樣本運送
無人機依靠各種高精度傳感器和機器視覺實現全自動航路飛行及精準降落,操作人員只需在遠離疫情地區的區域通過飛行控件便可直接對無人機做出飛行指令。
Threod Systems公司和北愛沙尼亞醫療中心(PERH)聯合組織完成Threod Systems公司固定翼無人機在希烏馬(Hiiumaa)的新冠病毒樣本運送測試項目;Zipline公司將來自加納農村地區的51份新冠測試樣本運送至Omenako,之后轉送至首都阿克拉進行測試分析;英國與全球疫苗免疫聯盟(Gavi)合作成立的“疫苗聯盟”支持加納政府使用Zipline無人機從全國范圍內收集新冠病毒測試樣本。
隨著科學技術的發展,近年來無人機從軍事領域拓展到民用領域,尤其是在此次疫情中發揮出的作用,使得無人機更加受到市場熱捧。按照國際研究機構BI Intelligence的預測,未來十年全球無人機市場價值約980億美元,其中,民用無人機市場份額將占整個無人機市場份額的12%,市場價值約120億美元,無人機將在后疫情時代發揮越來越重要的作用。然而,在無人機市場快速啟動的同時,續航能力有限等制約因素也逐漸凸顯出來。
(一)綜合性能亟需提升
第一,無人機電池續航較短。目前大部分無人機的續航時間都在30分鐘左右,若想用無人機投遞物資,這無疑影響了投遞的距離。第二,在惡劣天氣下,無人機的飛行穩定性會受到較大考驗,特別是遭遇雷暴天氣,其飛行安全性大打折扣。

(二)法律監管有待加強
在新冠疫情防控戰中,利用無人機搭載載荷來規避人員接觸,提高防控效率,是在戰時狀態下的應急應用。這一過程仍然存在法律風險,主要表現在:第一,存在“黑飛”問題,擾亂航空管理秩序;第二,干擾軍、民航空器的飛行,危害公共安全;第三,無人機拍攝行為會在一定程度上侵犯他人的隱私;第四,無人機意外墜落侵害公民的人身財產權利。
德國商業無人機市場調研機構Drone Industry Insights發布的2019年全球無人機發展報告,其中2019年無人機的投資額達到了歷史新高,超過12億美元。雖然2020年已過半,且正在遭受新冠病毒的沖擊,但預計無人機市場仍然會保持增長。
就目前來說,疫情并未遠離我們的生活,無人機是科技抗疫的亮點,且使疫情防控中的諸多難題迎刃而解,預計其在接下來的防疫過程中的應用范圍將大幅擴大。